长期施用磷肥对稻-油轮作土壤磷组分及微生物多样性的影响

陈凤,王晓双,甘国渝,李燕丽,邹家龙,李继福

1.湿地生态与农业利用教育部工程研究中心，荆州 434025； 2. 长江大学农学院，荆州 434025；3.农业农村部废弃物肥料化利用重点实验室，武汉 430070； 4. 荆州市荆州区农业技术推广中心，荆州 434025

植物的生长发育需要各种营养元素，而磷素作为大量营养元素，对植物的生长和籽粒形成极为重要。由于土壤风化强度大，南方稻田有效磷含量低，使得缺磷现象较为普遍[1]，因而磷肥投入就显得尤为重要。随着磷肥长期施用，土壤缺磷现象得到明显遏制和改善。施用磷肥对农作物的生长发育起着决定性作用。磷素通过复杂的地球生物化学过程，以各种形态存在于土壤颗粒和溶液中，磷的不同存在形态影响着土壤磷素的生物有效性[2]。土壤溶液中无机磷酸盐可被植物根系直接吸收利用，而磷酸铁铝和闭蓄态磷难以被直接利用[3]。外源磷肥投入是影响土壤磷形态和转化的重要驱动因子。黄晶[4]对长江流域水稻土磷素肥力与施用磷肥效果的研究发现长期施用磷肥后土壤全磷、有效磷含量呈增加趋势。王海龙等[5]对小麦-玉米轮作7年连续观测发现不施肥处理土壤全磷含量处于耗竭状态，作物根系难以获取足够的磷素营养，随着施磷量的增加，土壤全磷含量和有效磷含量显著增加。同时，土壤类型差异也会对土壤磷含量和细菌群落多样性产生影响[6]。此外，在林地方面的研究表明，海拔高度通过影响土壤有机质含量显著改变微生物的群落结构，从而影响土壤磷的活化和循环[7]。

土壤磷组分含量不仅与土壤理化性质有关，还受到土壤微生物群落结构和功能的影响[8-9]。尤其是磷相关的土壤微生物参与各形态磷的生物地球化学演变，在维持生态系统稳定性和多样性方面发挥着关键作用。当前，施用磷肥对微生物群落组成结构和多样性影响的研究还没有明确结论。现有研究结果表明增加磷肥投入可显著提高土壤有效磷含量，进而改变土壤细菌和真菌群落组成，提高有益微生物的相对丰度并使其成为优势菌群[10]。Hu等[11]对砂壤土的研究表明，平衡施肥显著提高土壤微生物生物量和功能多样性。然而，Shi等[12]发现经过17 a梯度磷肥(0、17.5和35 kg/hm2)施用后，土壤细菌群落结构并未发生显著改变。可见，基于不同的试验条件，获得的研究结果也存在一定差异，其原因可能是土壤类型、施肥量，尤其土壤本底值(有效磷含量)不同所致。为此，本研究选择低磷供应水稻土为研究对象，探究低磷水平下，施用磷肥对土壤磷组分及其含量的影响，同时明确磷组分与微生物多样性之间的关系，以期为水旱轮作区磷肥科学施用和土壤健康提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

长期定位田间试验地位于湖北省荆州市荆州区川店镇李场村(30°33′24″N，112°4′56″E，海拔52 m)，为河流冲积物发育形成的水稻土。2011年水稻季开始进行肥效田间试验，采用一年两熟的水稻-冬油菜轮作制度。试验前，耕层(0～20 cm)土壤基本理化性质为pH 6.4、全氮含量0.6 g/kg、碱解氮含量275.3 mg/kg、有机质含量28.8 g/kg、有效磷含量4.44 mg/kg、速效钾含量96.6 mg/kg和缓效钾含量为528.2 mg/kg[13]。本研究设置2个处理，即﹙1﹚NK(-P)和(2)NPK(+P)处理，各处理3次重复，小区面积20 m2，采用完全随机区组排列。除处理(1)不施磷肥外，作物每季养分施用量均按当地推荐用量，即：N 180 kg/hm2、P2O590 kg/hm2和K2O 120 kg/hm2，其中油菜季补施硼肥15 kg/hm2。肥料种类为尿素(46% N)、过磷酸钙(12% P2O5)、氯化钾(60% K2O)和硼砂(11% B)。具体用量和施用方法为：水稻季分3次施用氮肥，比例为基肥∶蘖肥∶穗肥=2∶1∶1；磷肥和钾肥在水稻移栽前一次性基施。冬油菜季分3次施用氮肥，比例为基肥∶越冬肥∶蕾薹肥=3∶1∶1；磷肥、钾肥和硼肥在油菜移栽前一次性基施[14]，其他田间管理均按当地最优方式进行。

1.2 土壤磷组分划分与测定

2019年5月冬油菜收获后，按照S型采样法采集各小区0～10、10～20、20～30和30～40 cm土层样品，混匀后按“四分法”取1 kg带回实验室，风干备用。土壤有效磷、全磷、有机磷按常规分析方法进行测定；采用化学连续提取法测定土壤样品中各种形态无机磷含量[15]，土壤无机磷分铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)、闭蓄态磷(O-P)和钙磷(Ca-P)4组。

1.3 土壤DNA提取及高通量测序

油菜收获时，采用强力土壤DNA分离试剂盒(MoBio Laboratories，Carlsbad，CA，USA)对表层(0～10 cm)鲜土进行DNA的提取。先将表层3 cm土壤剔除避免腐解物、杂质等干扰，然后采集3～10 cm土样，每个样品做3次重复。采用1.2%琼脂糖凝胶检测样品DNA的长度和完整性，利用NanoDrop紫外分光光度计(Thermo Scientific，NC2000)检测DNA的浓度和纯度。用无菌水将DNA稀释至1 ng/μL，以稀释后的基因组DNA为模板，根据测序区域的选择，使用带Barcode的特异引物对细菌16S rRNA V3-V4和真菌18S rRNA ITS1区域进行扩增。对应引物：16S V3-V4区引物(338F：5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′；806R：5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)和18S ITS1区引物(1737F：5′-GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3′；2043R：5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′)。目标条带胶回收纯化后进行文库构建，利用Illumina-MiSeqPE 250二代测序平台(上海派诺森生物科技股份有限公司)进行测序。

1.4 数据处理

测序原始数据去除引物接头序列及各样本低质量的碱基后进行拼接处理，得到每个样本的有效序列数据库。之后，以97%为划定阈值，对16S和18S序列进行可操作分类单元(operational taxonomic unit，OTU)划分。采用QIIME软件，调用UCLUST序列比对工具按97%的序列相似度进行聚类，并选取每个OTU度最高的序列作为该OUT的代表序列。针对细菌16S rRNA和真菌18S rRNA分别采用Greengenes数据库和Silva数据库作为OUT分类地位鉴定的模板序列。

试验数据均采用MS Excel 2016进行处理和作图，LSD法检验P=0.05水平的差异显著性。利用R软件vegan工具包以主要优势微生物群落相对丰度作为响应变量、土壤0～10 cm土层磷形态及无机磷组分含量作为解释变量进行冗余分析。

2 结果与分析

2.1 施用磷肥对土壤磷形态的影响

表1显示长期施用磷肥可不同程度地改变土壤各形态磷含量。对照(-P)0～10、10～20、20～30和30～40 cm土层的总磷含量分别为593.4、495.8、406.1和272.8 mg/kg，施用磷肥(+P)后，各土层总磷含量分别增加213.1、206.0、34.6和15.4 mg/kg，增幅依次分别为35.9%、41.5%、8.5%和5.6%。同样，对于土壤无机磷含量，对照组0～10、10～20、20～30和30～40 cm土层无机磷含量分别为439.8、385.7、310.9和245.2 mg/kg；施用磷肥后各土层无机磷含量分别增加209.9、183.2、35.1和11.3 mg/kg，增幅分别为47.7%、47.5%、11.3%和4.6%。对照组0～10、10～20、20～30和30～40 cm土层有效磷含量分别为3.7、2.9、3.7和3.3 mg/kg，长期施入含磷肥料后，各土层有效磷含量分别增加3.3、3.1、1.6和1.7 mg/kg，增幅分别为90.3%、107.4%、44.4%和50.1%。对土壤有机磷含量进行分析发现，对照组0～10、10～20、20～30和30～40 cm土层有机磷含量分别为153.6、110.1、95.2和27.6 mg/kg，通过施用磷肥后，各土层有机磷含量分别增加3.3、22.8、-0.5和4.2 mg/kg，增幅为2.2%、20.7%、-0.5%和14.9%，表明长期施用磷肥下各土层有机磷变化规律不明显，且20～30 cm土层有机磷含量有减少趋势。

从表1可知，对照组和处理组中各磷形态变化明显。土壤各形态磷含量不仅受到施肥影响还与耕作深度有关。长期施用磷肥可显著提高0～10 cm和10～20 cm土层磷含量，对20～30 cm和30～40 cm底层处理间影响差异不明显。

表1 不同处理有机磷、无机磷、总磷和有效磷含量 Table 1 Contents of organic P,inorganic P,total P and available P with different treatments

2.2 施用磷肥对土壤无机磷组分的影响

长期施用含磷肥料，土壤无机磷各组分含量均发生变化(表2)。耕层土壤各组分磷含量测定结果显示，变幅较大的是铁磷和闭蓄态磷含量，而铝磷和钙磷变化较小；对底层土壤各组分磷含量分析发现，施用磷肥对土壤中各无机磷组分含量的影响不大。对照组0～10、10～20、20～30和30～40 cm的Ca-P(钙磷)含量分别为17.0、12.1、8.9和6.0 mg/kg，施磷后各土层Ca-P含量分别增加3.3、3.9、0.8和1.3 mg/kg，增幅分别为19.2%、32.7%、8.5%和21.5%。同样，对照组0～10、10～20、20～30和30～40 cm的Fe-P(铁磷)含量分别为34.0、32.8、30.2和27.6 mg/kg，施用磷肥后各土层Fe-P含量分别增加72.9、45.8、21.5和0.6 mg/kg，增幅分别为214.4%、139.7%、70.8%和2.3%。对照组0～10、10～20、20～30和30～40 cm的Al-P含量分别为2.9、1.2、1.7和2.7 mg/kg，而长期向土壤施用磷肥后，各土层Al-P含量分别增加4.9、2.3、2.2和0.2 mg/kg，增幅为164.5%、188.8%、129.9%和6.2%。与对照相比，施用磷肥后各土层O-P含量分别增加128.8、131.1、10.7和9.2 mg/kg，增幅分别为33.4%、38.6%、4.0%和4.4%。

不同施肥处理下无机磷组分占无机磷总量的相对含量见表3，从表3可知，长期施用磷肥使耕层土壤无机磷组分中Fe-P和Al-P比例增加，而使Ca-P和O-P相对相对含量减少。对照组耕层0～10 cm和10～20 cm的无机磷组分中Fe-P占比为7.7%和8.5%，而施用磷肥后，各土层的Fe-P比例分别提高112.7%和62.5%。对照组0～10 cm和10～20 cm耕层的无机磷组分中Al-P相对含量分别为0.7%和0.3%，施用磷肥后，各土层的Al-P相对含量分别增加了0.5%和0.3%，增幅为79.1%和95.8%。对照组0～10 cm和10～20 cm耕层的无机磷组分中Ca-P比例分别为3.9%和3.1%，施用磷肥后，各土层Ca-P相对量分别减少0.7%和0.3%，减幅为19.3%和10.0%。对照组0～10 cm和10～20 cm耕层无机磷组分中O-P相对量分别为87.7%和88.1%，施用磷肥后，各土层Ca-P相对量分别减少8.5%和5.4%，减幅为9.7%和6.1%。因此，在4种不同无机磷组分中闭蓄态磷占比最高，其次是铁磷和钙磷，而铝磷占比最低。

表2 不同施肥处理无机磷组分含量 Table 2 Contents of various inorganic P fraction with P fertilizer application mg/kg

表3 不同施肥处理无机磷组分相对含量 Table 3 Proportions of various inorganic P fraction with P fertilizer application %

2.3 施用磷肥对土壤微生物群落结构的影响

1)OTU划分和分类地位鉴定。由图1可知，对于细菌和真菌而言，对照样本中门(Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)和种(Species)各分类水平的OTU数均高于长期施用磷肥样本。对于细菌，对照样本门、纲、目、科、属和种的OTU数量分别为3 291、3 180、2 326、1 451、908和112，而长期施用磷肥样本OTU数则分别减少171、182、267、305、206和20，减幅分别为5.2%、5.7%、11.5%、21.0%、22.7%和17.9%。对于真菌，对照样本门、纲、目、科、属和种各分类水平的OTU数量分别为383、346、343、256、271和211，长期施用磷肥样本中OTU数量分别减少46、47、52、26、35和32，减幅分别为12.0%、13.6%、15.2%、10.2%、12.9%和15.2%。这表明与对照相比，长期施用磷肥会降低细菌和真菌的群落数量。

图1 OTU划分和分类地位鉴定

2)土壤微生物群落丰富度及Alpha多样性分析。稀释曲线能反映样品文库测序数据量的合理性。由图2可知对照组和处理组的稀释曲线均平缓，表明当前测序深度已足够反映样本所包含微生物多样性，继续增加测序深度只会检测到少量的新OTUs，对结果没有显著影响，说明测序数据量合理、可用。

Chao1和ACE指数更加能够体现微生物的群落丰富度，而Shannon和Simpson指数更加能够体现微生物的群落多样性。长期施用磷肥会使土壤细菌和真菌群落丰富度和多样性降低(表4)。其中，施用磷肥对土壤细菌Chao1和Shannon影响最为显著(3 687.7、3 571.7和10.27、9.95)，降幅分别为3.1%和3.1%；对土壤真菌Chao1和ACE影响最为显著(492.8、435.7和495.1、442.1)，降幅分别为11.6%和10.7%。

图2 OTUs稀疏曲线

表4 菌群Alpha多样性指数 Table 4 Alpha diversity of soil samples

3)土壤微生物群落组成特征。试验结果(图3)显示，相比施用磷肥，长期磷素缺乏引起耕层细菌和真菌物种数量在各分类单元显著增加。细菌群落中属、科、目水平的微生物类群和丰富度较高。真菌群落中种、属、科水平的微生物类群和丰富度较高。对照组细菌群落中门、纲、目、科、属和种水平的微生物类群数量分别为35、89、151、187、237和51。而长期施用磷肥，细菌群落中门、纲、目、科、属和种水平的微生物种群减少3、10、9、22、53和5，降幅为8.6%、11.2%、6.0%、11.8%、22.4%和9.8%。同样地，对照组真菌群落中纲、目、科、属和种水平的微生物种群分别为26、64、99、127和122；而长期施用磷肥后，真菌群落中纲、目、科、属和种水平微生物种群量分别减少2、6、10、4和7，降幅依次为7.7%、9.4%、10.1%、3.1%和5.7%。

图3 各分类水平上微生物种类分布

图4结果显示，从门分类水平上，两处理细菌中绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)相对丰度最高，属优势菌群，平均占总量的32.4%、27.7%和17.0%，其次是Patescibacteria、己科河菌门(Rokubacterial)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、放线菌门(Actinobacterial)和疣微菌门(Verrucomicrobia)等相对丰度较高，平均占比为4.0%、3.5%、3.0%、2.5%和2.3%；真菌中子囊菌门(Ascomycota)、Rozellomycota和担子菌门(Basidiomycota)相对丰度最高，属优势菌群，平均占比为58.2%、14.3%和6.7%。与对照相比，施用磷肥后细菌中绿弯菌门、酸杆菌门、己科河菌门、Latescibacteria和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)相对丰度增加，而其他菌群相对丰度减少；真菌中子囊菌门、Mucoromycota和Basidiobolomycota相对丰度减少，而其他菌群相对丰度增加。总之，长期施用磷肥会显著改变门分类水平下土壤中细菌和真菌群落结构分布和丰度。

图4 细菌和真菌门水平上的相对丰度

图5结果显示，从属水平上看各菌群相对丰度均较低。细菌和真菌群落中，对照和处理中Unidentified(未鉴定物种)和Others(其他物种)相对丰度均最高，这表明细菌和真菌属中还未鉴定和分类的菌群数较多。对照组细菌属中CandidatusUdaeobacter、CandidatusSolibacter和芽单胞菌属(Gemmatimonas)相对丰度较高，占比分别为2.1%、1.5%和1.2%；长期施用磷肥后，其相对丰度分别降至0.7%、1.4%和0.7%。对照组真菌属中支顶孢属(Acremonium)、Cookeina和Camarophyllus相对丰度较高，占比分别为17.8%、7.7%和1.5%，而施用磷肥后，各属相对丰度依次分别降至0.4%、0.3%和0.1%。这表明长期施用磷肥会使土壤中细菌和真菌在属分类水平上的丰度有不同程度的改变。

2.4 土壤菌群群落与土壤磷组分之间的关系

选择冗余分析(RDA)考察不同处理微生物群落丰度与土壤磷组分之间的相关性。从图6可以看出，对照和施磷土壤主要微生物菌群在二维排序中彼此分离明显，说明施磷造成土壤主要微生物群落的分化(蒙特卡罗检验P=0.016*)。无机磷组分中Ca-P与细菌群落分布相关性最大，其次是O-P、Fe-P和Al-P；Fe-P与真菌群落分布相关性最大，其次是O-P、Ca-P和Al-P。对于各形态磷来说，有机磷和总磷与细菌群落分布相关性最大，其次是有机磷和有效磷。有效磷与真菌群落分布相关性最大，其次是无机磷、总磷和有机磷。

无机磷组分与优势细菌群落相关性结果显示，硝化螺旋菌门与Al-P、Fe-P、O-P和Ca-P之间呈正相关，且相关性依此减小。绿弯菌门、酸杆菌门与Ca-P、O-P、Fe-P和Al-P之间呈正相关，且相关性依此减小。Gem、Ver、Act、Pat和Pro均与Ca-P、O-P、Fe-P和Al-P之间呈负相关。各形态磷含量与优势细菌群落相关性表明，硝化螺旋菌门、绿弯菌门和酸杆菌门与有效磷、总磷、无机磷及有机磷含量均呈正相关。Gem、Ver、Act、Pat和Pro与有机磷正相关，与无机磷、总磷及有效磷呈负相关。无机磷与优势真菌群落相关性结果显示，Asc与Ca-P、O-P、Fe-P和Al-P呈负相关；Roz、Olp、Bas、Mor、Muc和Zoo与Ca-P、O-P、Fe-P和Al-P呈正相关。各形态磷含量与优势真菌群落相关结果显示，Asc与有效磷、总磷、无机磷及有机磷呈负相关；而Roz、Olp、Bas、Mor、Muc和Zoo与有效磷、总磷、无机磷及有机磷呈正相关。

3 讨 论

3.1 长期施用磷肥对土壤各形态磷含量的影响

磷是植株生长必需的大量元素之一，主要来自土壤磷和磷肥。土壤磷素可分为有机磷和无机磷，其中无机磷占土壤磷总量的60%～80%[16]，是植物磷素吸收的主要来源。磷肥施入农田后易被土壤中的Fe、Ca等元素固定，因此，磷肥的当季利用率一般仅为10%～25%[17]。土壤中磷素形态决定磷素的生物有效性[18]，而土壤中不同形态无机磷对植物有效性存在差异。已有研究表明长期施用磷肥，土壤全磷、无机磷均有不同程度的累积，而不施用磷肥土壤全磷、无机磷处于耗竭状态，二者趋势一致[19]。本研究中，长期施用磷肥与对照土壤中各形态磷含量有明显差异。对照土壤的全磷、无机磷及有效磷含量显著低于施磷处理，这在其他长期定位试验中也得到相似结论[20-21]。有研究表明，施磷可显著增加土壤有效磷含量，这是由于施用磷肥时，土壤中所含总磷增加，虽然大部分磷肥会经过转化变成不能被植物吸收利用的难溶磷形态，但仍会有部分磷素本身具有有效性，易溶或者微溶于土壤溶液中，这一部分就会被作物直接吸收利用[22]。施磷对土壤有机磷含量影响不显著，除10～20 cm土层有机磷含量提高20.7%，这可能与微生物总量及其固定的磷有关。长期施用磷肥不仅会影响土壤磷素形态和含量变化，也会影响土壤中磷的垂直分布。对土壤剖面研究发现底层土壤磷素含量低于表层土壤，表现为磷素含量随土层的增加而逐渐降低。长期施用磷肥可显著提高0～10 cm和10～20 cm土层磷含量，对于底层20～30 cm和30～40 cm处理间差异不明显。单艳红等[23]研究发现水稻田施用磷肥会导致0～25 cm土层无机磷含量显著增加。杨学云等[24]在西北地区的长期(12 a)定位试验也表明施肥显著提高了0～20 cm土层全磷和速效磷含量。

图5 细菌和真菌属水平上的相对丰度

Chl： 绿弯菌门 Chloroflexi； Aci：酸杆菌门 Acidobacteria； Pro：变形菌门 Proteobacteria； Pat：Patescibacteria； Ver：疣微菌门 Verrucomicrobia； Gem：芽单胞菌门 Gemmatimonadetes； Act：放线菌门 Actinobacteria； Nit：硝化螺旋菌门 Nitrospirae； Asc：子囊菌门 Ascomycota； Roz：Rozellomycota； Olp：Olpidiomycota； Bas：担子菌门 Basidiomycota；Mor：Mortierellomycota； Zoo：Zoopagomycota； Muc：Mucoromycota．

此外，本研究发现长期施用磷肥对土壤无机磷组分有显著影响。各处理中O-P占比最高，约为79.2%～88.1%。其次是Fe-P、Ca-P，而Al-P相对含量最小，仅占0.3%～1.2%。土壤磷组分之间存在一定程度的相互制约，土壤有效磷含量取决于无机磷组分的分布规律和转化特征。本研究结果显示，土壤无机磷组分含量由高到低顺序为O-P> Fe-P>Ca-P>Al-P。长期施用磷肥后无机磷各组分含量均有所增加，尤其对耕层铁磷和闭蓄态磷含量影响最为显著，其次是铝磷和钙磷。施用磷肥对底层土壤中各无机磷组分含量影响不明显。施用磷肥使Fe-P和Al-P相对含量增加，而Ca-P和O-P相对含量减少。原因可能是施用肥料后作物长势较好，将会从土壤中吸收更多有效磷，而无机磷中Ca-P是最易被作物吸收的组分；肥料中会有一些Fe、Al等金属离子或者有机螯合物，会将土壤中相对有效的磷素(Ca2-P和Ca8-P)吸附。所以，土壤中Fe-P和A1-P会随着施用磷肥而显著增加。闭蓄态磷是由铁、铝氧化物胶膜所包裹的磷酸铁和磷酸铝，主要存在于高度分化的强酸性和酸性土壤中，占土壤无机磷的80%以上；而在北方黄土中仅占10%～20%，可见，对于南方稻田土壤，如何提高闭蓄态磷的生物有效性是今后提高土壤供磷水平的主要研究方向之一[25]。

3.2 长期施用磷肥对土壤微生物多样性的影响

土壤磷组分含量与土壤本底微生物群落和代谢功能密切相关[8-9]。目前，关于长期施肥对微生物群落影响的研究不太多，报道的结果也不尽一致。以往有研究表明，长期施用磷肥导致土壤细菌多样性升高[26-27]，原因是施用磷肥会提高土壤有效磷含量，一方面可以直接提供微生物磷营养，另一方面促进植物生长，增加根系分泌物，进而提高根际土壤微生物的丰度和多样性。本研究结果与之有些差别，本研究中细菌群落的α-多样性随着磷肥的施入而呈降低趋势，造成这种现象的原因可能是本试验地的本底全氮含量较低，施加磷肥后土壤N/P比例的下降造成微生物生物量减少，从而使细菌多样性降低[28]。Islam等[29]对长期施肥(53 a)水稻土的研究结果表明，增施NPK肥对微生物活性影响较小，NPK处理的生物多样性指数也较小，这可能与该试验田耕作历史悠久，本底土壤肥力较高有关。真菌α-多样性变化与细菌相似，He等[30]发现在我国西南高原草甸土中连续施用磷肥后，真菌群落的α-多样性指标显著降低。同时，Liu等[31]通过研究发现红壤中施用磷肥后真菌群落的α-多样性指标显著降低。可见，施用磷肥改变了土壤有效磷含量，进而影响到真菌α-多样性。

磷肥施入改变了细菌和真菌的群落组成和结构。在细菌门水平上，绿弯菌门、酸杆菌门和硝化螺旋菌门相对丰度随着磷肥施入而逐渐升高；而变形菌门、芽单胞菌门、放线菌门和疣微菌门相对丰度则随着磷肥施入有所降低。绿弯菌门相对丰度增加和Francioli等[32]的研究一致。酸杆细菌通常被归类为缓慢生长的寡养生物[33]，长期[34]和短期[35]研究均发现，它们的丰度随着施氮量的增加而显著下降。疣微菌门为寡营养型细菌，适宜在养分有效性低的环境中生长。富营养型的变形菌门[36]在施用磷肥后相对丰度降低，这和马垒等[37]的研究一致，未施磷肥土壤中低的pH可能更适宜变形菌门生长。放线菌门含量降低，这和张焕军等[38]研究一致，这可能与土壤类型和种植方式有关，使得微生物对施肥的响应不同。

在真菌门水平上，担子菌门和子囊菌门为优势菌门，子囊菌门是真核生物中最多样化和最普遍的门之一，它们是有机基质(如木材、落叶和粪便)的重要分解者。已有研究显示子囊菌门是农业生态系统中主要的真菌门类[39]。然而，担子菌门在森林中降解高木质素含量的植物凋落物方面特别重要，但它们在农业种植系统中的丰度可能较低。此外，从本研究结果可以看出，细菌和真菌相对丰度高的属多与总磷、有效磷、无机磷呈负相关，而与有机磷含量呈正相关，这表明缺磷有助于提高土壤微生物多样性和物种数量；而磷肥供应充足后，有机磷含量则可能是土壤微生物群落结构多样性的主要限制因子，这方面的研究还有待进一步深入和证实。